background image

SERIES IOS-521 I/O SERVER MODULE                            EIA/TIA-422B SERIAL COMMUNICATION MODULE 
__________________________________________________________________________________________

 

- 6 - 

The RBR holds from 5 to 8 bits of data, as specified by the 

character size programmed in the Line Control Register (LCR bits 
0 & 1).  If less than 8 bits are transmitted, then data is right-
justified to the LSB.  If parity is used, then LCR bit 3 (parity 
enable) and LCR bit 4 (type of parity) are required.  Status for the 
receiver is provided via the Line-Status Register (LSR).  When a 
full character is received (including parity and stop bits), the data-
received indication bit (bit 0) of the LSR is set to 1.  The host 
CPU then reads the Receiver Buffer Register, which resets LSR 
bit 0 low.  If the character is not read prior to a new character 
transfer between the receiver shift register and the receiver buffer 
register, the overrun-error status indication is set in LSR bit 1.  If 
there is a parity error, the error is indicated in LSR bit 2.  If a stop 
bit is not detected, a framing error indication is set in bit 3 of the 
LSR. 

 

Serial asynchronous data is input to the receiver shift register 

via the receive data line (RxD).  From the idle state, this line is 
monitored for a high-to-low transition (start bit).  When the start 
bit is detected, a counter is reset and counts the 16x clock to 7-
1/2 (which is the center of the start bit).  The start bit is judged 
valid if RxD is still low at this point.  This is known as false start-
bit detection.  By verifying the start bit in this manner, it helps to 
prevent the receiver from assembling an invalid data character 
due to a low-going noise spike on RxD.  If the data on RxD is a 
symmetrical square wave, the center of the data cells will occur 
within  3.125% of the actual center (providing an error margin of 
46.875%).  Thus, the start bit can begin as much as one 16x 
clock cycle prior to being detected. 

 
THR - Transmitter Holding Register, Ports A-H (WRITE Only) 
 

The Transmitter Holding Register (THR) is a serial output 

data register that shifts the data to the transmit data line (TxD).  
However, the THR data will not pass to the TxD line unless the 
tranceiver is first enabled.  

The transceiver must be enabled to 

transmit data by setting bit-1 of the MCR (Modem Control 
Register) to a logic 

“1”.

 

 
The Transmitter Holding Register (THR) is a serial port output 

data register that holds from 5 to 8 bits of data, as specified by 
the character size programmed in the Line Control Register.  If 
less than 8 bits are transmitted, then data is entered right-justified 
to the LSB.  This data is framed as required, then shifted to the 
transmit data line (TxD).  In the idle state, TxD is held high.  In 
Loopback Mode, this data is looped back into the Receiver Buffer 
Register. 

 
The status of the THR is provided in the Line Status Register 

(LSR).  Writing to the THR transfers the contents of the data bus 
(D7-D0) to the THR, provided that at least one FIFO location is 
available.  The THR empty flag in the LSR register will be set to a 
logic 1 when at least one FIFO location is available.  

 
 
 
DLL & DLM - Divisor Latch Registers, Ports A-H (R/W) 
 

The Divisor Latch Registers form the divisor used by the 

internal baud-rate generator to divide the 14.7456MHz clock to 
produce an internal sampling clock suitable for synchronization to 
the desired baud rate.  The output of the baud generator (RCLK) 
is sixteen times the baud rate.  Two 8-bit divisor latch registers 
per port are used to store the divisors in 16-bit binary format.  The 
DLL register stores the low-order byte of the divisor, DLM stores 

the high-order byte.  

These registers must be loaded during 

initialization.

 

 
Note that bit 7 of the LCR register must first be set high to 

access the divisor latch registers (DLL & DLM). 

 
Upon loading either latch, a 16-bit baud counter is 

immediately loaded (this prevents long counts on initial load).  
The clock may be divided by any divisor from 1 to 2

(16-1)

.  The 

relationship between the baud rate, the divisor, and the 
14.7456MHz clock can be summarized in the following equations: 

Divisor  =   14.7456MHz

16 

 Baud Rate 

 MCRDIV  

Baud Rate  =   14.7456MHz

16 

 Divisor 

 MCRDIV

 

The MCRDIV term represents the state of bit-7 of the MCR 

(Mode Control Register) as follows: 

 

 

MCRDIV = 1     If MCR bit-7=0 

 

 

MCRDIV = 4     If MCR bit-7=1 

 
The following table shows the correct divisor to use for 

generation of some standard baud rates (based on the 
14.7456MHz clock).  A different external crystal can replace the 
14.7456MHz crystal on the circuit board to obtain unique clock 
rates.  You may contact Acromag Applications Engineering to 
explore options in this area. 

Table 3.2:  Baud Rate Divisors (

14.7456MHz Clock)

 

           BAUD RATE 

DIVISOR (N)  

MCR 
Bit-7=1 

MCR 
Bit-7=0 

Decimal 

DLM 

(HEX) 

DLL 

(HEX) 

50 

200 

4608 

12 

00 

300 

1200 

768 

03 

00 

600 

2400 

384 

01 

80 

1200 

4800 

192 

00 

C0 

2400 

9600 

96 

00 

60 

3600 

14,400 

64 

00 

40 

4800 

19,200 

48 

00 

30 

7200 

28,800 

32 

00 

20 

9600 

38,400 

24 

00 

18 

19,200 

76,800 

12 

00 

0C 

28,800 

115,200 

00 

08 

38,400 

153,600 

00 

06 

57,600 

230,400 

00 

04 

230,400 

921,600 

00 

01 

 

With respect to this device, the baud rate may be considered 

equal to the number of bits transmitted per second (bps).  The bit 
rate (bps), or baud rate, defines the bit time.  This is the length of 
time a bit will be held on before the next bit is transmitted.  A 
receiver and transmitter must be communicating at the same bit 
rate, or data will be garbled.  A receiver is alerted to an incoming 
character by the start bit, which marks the beginning of the 
character.  It then times the incoming signal, sampling each bit as 
near to the center of the bit time as possible. 

To better understand the asynchronous timing used by this 

device, note that the receive data line (RxD) is monitored for a 
high-to-low transition (start bit).  When the start bit is detected, a 
counter is reset and counts the 16x sampling clock to 7-1/2 (the 
center of the start bit).  The receiver then counts from 0 to 15 to 
sample the next bit near its center, and so on, until a stop bit is 
detected, signaling the end of the data stream.  Use of a 
sampling rate 16x the baud rate reduces the synchronization 
error that builds up in estimating the center of each successive bit 

Summary of Contents for IOS-521 Series

Page 1: ...G INCORPORATED Tel 248 295 0310 30765 South Wixom Road Fax 248 624 9234 P O BOX 437 Wixom MI 48393 7037 U S A solutions acromag com Copyright 2009 2011 Acromag Inc Printed in the USA Data and specific...

Page 2: ...pecially important where economic property loss or human life is involved It is important that the user employ satisfactory overall system design It is agreed between the Buyer and Acromag that this i...

Page 3: ...ver Modules installed on Acromag Industrial I O Server systems This software Model IOSSW DEV WIN consists of a low level driver and Windows 32 Dynamic Link Libraries DLLS that are compatible with a nu...

Page 4: ...nd which is typically common to safety chassis ground when mounted on a carrier board and inserted in a backplane As such be careful not to attach signal ground to safety ground via any device connect...

Page 5: ...1 R W Xoff 2 High Byte BF Hex 0E 11 1F Not Driven1 Port B Registers Organized as Port A3 10 1E 21 2F Not Driven1 Port C Registers Organized as Port A3 20 2E 31 3F Not Driven1 Port D Registers Organize...

Page 6: ...lag in the LSR register will be set to a logic 1 when at least one FIFO location is available DLL DLM Divisor Latch Registers Ports A H R W The Divisor Latch Registers form the divisor used by the int...

Page 7: ...ansitions from a logic 0 to a logic 1 RTS is not output by this module Instead RTS is used to enable the transmitter of the port This interrupt should always be disabled 71 0 Disable CTS Interrupt 1 E...

Page 8: ...register control the format of the data character as follows Line Control Register LCR Bit FUNCTION PROGRAMMING 1 0 Word Length Sel 0 0 5 Data Bits 0 1 6 Data Bits 1 0 7 Data Bits 1 1 8 Data Bits 2 S...

Page 9: ...ne The crystal frequency is unchanged 1 Divide by four After the crystal frequency is divided by 16 it is further divided by 4 see Table 3 2 Notes Modem Control Register 1 MCR Bit 4 provides a local l...

Page 10: ...f the FIFO Line Status Register continued LSR Bit FUNCTION PROGRAMMING 4 Break Interrupt BI 0 No Break 1 Break the received data input has been held in the space logic 0 state for more then a full wor...

Page 11: ...1 IOS module The EXAR UART maintains compatibility with the industry standard 16C554 654 and 68C554 654 UARTs and provides new features to enhance serial communication operation The new features provi...

Page 12: ...nformation includes unique information required for the module The IOS 521 ID Space does not contain any variable e g unique calibration information ID Space bytes are addressed using only the even ad...

Page 13: ...ive FIFO s simply hold characters and the Line Status Register must be read to determine the channel status FIFO Polled Mode Resetting all Interrupt Enable Register IER bits to 0 with FIFO Control Reg...

Page 14: ...H then port A in a last serviced last out fashion Priority continues to shift in the same fashion if Port B or Port C was the last interrupt serviced This is useful in preventing continuous interrupt...

Page 15: ...s the first step to enable the receiver line status interrupt Note bit 3 of the MCR must also be set to logic 1 to enable interrupts The line status interrupt is used to signal error cases such as par...

Page 16: ...gic 1 by a negative voltage The line receivers convert these signals to the conventional TTL level associations EIA TIA 422B BINARY 0 SPACE OFF BINARY 1 MARK ON SIGNAL A to B to Positive Differential...

Page 17: ...serted An Asterisk is used to indicate an active low signal IOS 521 OPERATION Connection to each serial port is provided through connector P2 refer to Table 2 1 These pins are tied to the inputs and o...

Page 18: ...ake adequate measures UART EXAR XR16C654 RS422 RS485 PORTS Channel Configuration Eight independent non isolated EIA TIA 422B serial ports with a common signal return connection Data Rate 921 6K bits s...

Page 19: ...COMMON GND IOS 521 BLOCK DIAGRAM T T T B R R R R I O RS 422B INTERFACE RxD RS 422 485 DRIVERS RECEIVERS RxD TxD PORT I O CONTROL BUS ADDRESS BUS 5V CONTROL LOGIC SUPPLY FILTERING NOTE TERMINATION RES...

Page 20: ...TE OF THE TxD RxD DATA PAIRS ARE HIGH ON TxD RxD THIS CORRESPONDS TO A MARK 1 ON THE DATA LINE NOTES CONCERNING RESISTOR PLACEMENT AND REMOVAL FOR RT AND RB 4 THE TxD LINE SOURCED FROMA PORT CAN BE PE...

Page 21: ...PORT C RxD H TERMINATION TxD C TERMINATION RxD C TERMINATION 120 OHM 120 OHM 120 OHM PORT E TxD E TERMINATION PORT H PORT E RxD E TERMINATION TxD H TERMINATION 120 OHM 120 OHM 120 OHM PORT B RxD B TER...

Reviews: